JP4502995B2 - Railway vehicles with control wheels - Google Patents
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Description
本発明は、制輪子を備えた鉄道車両に関し、詳しくは、裏板に固着した摩擦材を車輪の踏面に圧接させ制動を行う制輪子を備えた鉄道車両に関する。 The present invention relates to a railway vehicle including a control device, and more particularly to a railway vehicle including a control device that performs braking by pressing a friction material fixed to a back plate against a tread surface of a wheel.
鉄道車両における制動装置として、車輪の踏面に摩擦材を圧接させて摩擦力を発生させ、その摩擦力を制動力として利用する踏面ブレーキ装置が知られている。この踏面ブレーキ装置は、車輪の踏面に対向させて制輪子を配置し、制輪子に設けた摩擦材を踏面に押し付けることによって制動力を得ている。制輪子は、台車枠に設けられた空圧又は油圧により作動する制輪子押動手段に取り付けられる制輪子頭と、制輪子頭の車輪側に設けられる前記摩擦材とで形成されている。 2. Description of the Related Art As a braking device in a railway vehicle, a tread brake device is known in which a friction material is pressed against a tread surface of a wheel to generate a friction force and the friction force is used as a braking force. In this tread brake device, a braking device is arranged so as to face the tread surface of a wheel, and a braking force is obtained by pressing a friction material provided on the control device against the tread surface. The restrictor is formed by a restrictor head that is attached to a restrictor pushing means that is operated by pneumatic pressure or hydraulic pressure that is provided on the carriage frame, and the friction material that is provided on the wheel side of the restrictor head.
このような踏面ブレーキ装置では、車輪の踏面に形成されている踏面勾配によって制動時に制輪子を外方に移動させる分力(脱出力)が発生するため、制動時に摩擦材の外端部が踏面から外れるおそれがある。この状態で制動操作を繰り返すと摩擦材に段付摩耗が発生し、外側からの目視では摩擦材の摩耗状態を確認できなくなることがある。このため、前記脱出力による摩擦材の踏面からの脱出を防止するための種々の提案が為されている(例えば、特許文献1参照。)。
また、通常の踏面ブレーキ装置では、前記脱出力によって摩擦材が外方に多少移動しても踏面から外れることがないように、摩擦材の幅寸法を踏面の幅寸法より幅狭に形成している。しかし、幅狭に形成した摩擦材によって制動を繰り返すと、摩擦材が接触する踏面の幅方向中央部が凹状に摩耗し、いわゆる凹摩によって踏面形状が乱れてしまうため、車輪の表面を頻繁に削正して踏面勾配を維持しなければならなかった。 In addition, in a normal tread brake device, the width of the friction material is made narrower than the width of the tread so that the friction material does not come off the tread even if the friction material moves slightly outward due to the de-output. Yes. However, if braking is repeated with the friction material formed narrowly, the center portion in the width direction of the tread surface with which the friction material comes into contact wears in a concave shape, and the shape of the tread surface is disturbed by so-called concave wear. It was necessary to correct and maintain the tread slope.
そこで本発明は、踏面の凹摩の発生を防止できるとともに、摩擦材に段付摩耗が発生しても目視によって容易に確認することができる制輪子を備えた鉄道車両を提供することを目的としている。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a railway vehicle having a control device that can prevent the occurrence of indentation on the tread and can be easily confirmed visually even when stepped wear occurs in the friction material. Yes.
上記目的を達成するため、本発明の制輪子を備えた鉄道車両は、車輪の踏面に摩擦材を圧接させて制動する制輪子を備えた鉄道車両において、前記摩擦材の圧接面における踏面幅方向の寸法を踏面の幅寸法より幅狭に形成するとともに、前記摩擦材の圧接面の外側面の一部を踏面の外端部方向に突出させ、該突出部を踏面の外端部に圧接可能に前記制輪子の制輪子頭に固着したことを特徴としている。 In order to achieve the above object, a railway vehicle equipped with a control device according to the present invention is a railway vehicle equipped with a control device that presses and brakes a friction material against a tread surface of a wheel, and a tread width direction in the pressure contact surface of the friction material. Can be made narrower than the width of the tread, and part of the outer surface of the pressure contact surface of the friction material can protrude toward the outer end of the tread, and the protruding can be pressed against the outer end of the tread. Further, it is characterized in that it is fixed to the head of the control wheel of the control device.
さらに、本発明の制輪子を備えた鉄道車両は、前記摩擦材の圧接面が長方形状を有しており、該長方形状の圧接面の一つの角部が前記踏面の外端部に圧接可能に形成されていること、また、前記摩擦材が2個のブロックを踏面の周方向に分割配置したものであり、両ブロックの取り付け時の傾斜方向が互いに逆方向となっていることを特徴としている。 Furthermore, in the railway vehicle provided with the control device of the present invention, the pressure contact surface of the friction material has a rectangular shape, and one corner portion of the rectangular pressure contact surface can be pressure contacted with the outer end portion of the tread surface. Further, the friction material is formed by dividing the two blocks in the circumferential direction of the tread surface, and the inclination directions when the blocks are attached are opposite to each other. Yes.
本発明の制輪子を備えた鉄道車両によれば、摩擦材の一部を踏面の外端部に圧接可能としているので、制動時の摩擦材が踏面全体に圧接する状態になり、踏面の凹摩発生を防止できるので、削正頻度を少なくすることができ、保守コストの削減や車両の運用効率の向上が図れる。また、脱出力によって摩擦材に段付摩耗が発生したとしても、摩擦材の外端部全体ではなく一部のみであるから、摩擦材全体の摩耗状態を目視によって容易に確認することができ、摩擦材の交換時期を適切に判定することができる。 According to the railway vehicle equipped with the control device of the present invention, since a part of the friction material can be pressed against the outer end portion of the tread, the friction material during braking is in pressure contact with the entire tread, and the tread has a recess. Since wear can be prevented, the frequency of correction can be reduced, maintenance costs can be reduced, and vehicle operation efficiency can be improved. In addition, even if stepped wear occurs in the friction material due to de-output, since it is only a part rather than the entire outer end portion of the friction material, the wear state of the entire friction material can be easily confirmed visually, The replacement time of the friction material can be appropriately determined.
図1乃至図3は、本発明の制輪子を備えた鉄道車両の第1形態例を示すもので、図1は正面図、図2は図1のII−II断面図、図3は側面図である。 FIG. 1 to FIG. 3 show a first embodiment of a railway vehicle equipped with a control device according to the present invention. FIG. 1 is a front view, FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II in FIG. It is.
本形態例に示す制輪子は、2個の摩擦材ブロック11,11の裏板11aを、制輪子頭12を構成する背板12aに溶接にて固着したものであって、制輪子頭12は、台金12bを介して台車枠に設けられた制輪子押動手段(図示せず)に取り付けられる。2個の摩擦材ブロック11,11は、その圧接面11bにおける踏面幅方向の寸法Wbが車輪13の踏面13aの幅寸法Wtより幅狭で、車輪13の周方向の寸法Lbを前記寸法Wbより長くした大略直方体状に形成されており、その長手方向を踏面13aの周方向に向け、両ブロック間に隙間をあけて隣接配置されている。
The control shown in this embodiment is one in which the
さらに、両摩擦材ブロック11,11は、車輪13の径方向の軸線を中心として、互いに逆方向に傾斜(回転)させた状態で取り付けられている。本形態例では、各摩擦材ブロック11における車輪13のフランジ13b側で、かつ、背板12aの中央部側の角部11cを通る車輪13の径方向の軸線を中心として、背板12aの両端部側11dを外側に傾斜させることにより、前記角部11cの対角位置にある外側角部11eを踏面外側に変位させ、圧接面11bの外側角部11e部分が踏面13aの外端部13cに圧接可能な状態としている。なお、踏面13aの内側に位置する角部11c部分の圧接面11bは、通常の摩擦材と同様に、フランジ13bの僅かに外側に圧接する状態となっている。
Furthermore, both the
このように、圧接面11bを長方形状とした2個の摩擦材ブロック11,11を「ハ」字状に配置し、圧接面11bの一部である外側角部11eを踏面13aの外端部13cに圧接可能としたことにより、制動時には踏面13aの全体に摩擦材ブロック11,11の圧接面11bが圧接した状態になる。
In this manner, the two friction material blocks 11 and 11 having the
したがって、制動時の摩擦による踏面13aの摩耗は踏面全体に生じることになり、踏面13aの凹摩を防止することができる。これにより、車輪の削正周期を延長することができ、保守コストの削減や車両の運用効率の向上が図れる。
Therefore, wear of the
さらに、脱出力によって踏面13aから外方に外れる部分は外側角部11eの部分であり、圧接面11bに段付摩耗が発生しても、摩擦材ブロック11の外端部全体ではなく一部のみであるから、摩擦材ブロック11の全体の摩耗状態を目視によって容易に確認することができ、摩擦材の交換時期を適切に判定することができる。しかも、段付摩耗の補修も、外端部全体の場合に比べて容易に行うことができる。
Further, the part that is outwardly removed from the
また、摩擦材ブロック11を傾斜させて配置したことにより、制動時の摩擦材ブロック11に内外方向の分力が発生する可能性があるが、摩擦材ブロック11を2個に分割して「ハ」字状に配置することにより、両摩擦材ブロック11に発生する内外方向の分力を打ち消すことができる。
Further, since the
さらに、摩擦材ブロック11として、踏面13aの幅寸法に対応した大きさの摩擦材ブロックや、外側面に突出部を設けた摩擦材ブロックを新規に製作して使用することも可能であるが、従来から多用されている踏面13aよりも幅狭の直方体状の摩擦材ブロック11を傾斜させて配置するだけで実施可能であるから、摩擦材ブロック11のコストアップも回避できる。
Furthermore, as the
なお、摩擦材ブロック11と背板12aとの固着は、前記溶接のほか、ボルトや接着剤、嵌合等の周知の固着構造、固着方法を適用することができ、制輪子頭の形状や構造も任意であり、摩擦材ブロック11を使用せずに摩擦材と制輪子頭とを一体的に製作するものにも適用が可能である。また、摩擦材の材質も任意に選択することが可能であるが、特に車輪と同等あるいはそれ以上の硬さを有するもの、例えば焼結金属製の摩擦材を用いる際に最適である。
The
図4乃至図6は、本発明の第2〜第5形態例をそれぞれ示す制輪子の正面図である。なお、以下の説明において、前記形態例に示した各構成要素と同一の構成要素には、それぞれ同一符号を付して詳細な説明は省略する。 FIG. 4 to FIG. 6 are front views of the control device showing the second to fifth embodiments of the present invention, respectively. In the following description, the same components as those shown in the above-described embodiment are given the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
図4に示す第2形態例は、両摩擦材ブロック11を同方向に傾斜させた例を示している。また、図5に示す第3形態例は、背板12aの中央部を中心として一方(図5において上方)の摩擦材ブロック11を外側に、他方(図5において下方)の摩擦材ブロック11を内側に傾斜させた例を示している。さらに、図6に示す第4形態例は、一つの摩擦材ブロック11を傾斜させた状態で配置した例を示している。なお、図5,図6では摩擦材ブロックの傾斜を誇張して表している。
The second embodiment shown in FIG. 4 shows an example in which both
図7に示す第5形態例では、基本形状を長方形状とした摩擦材ブロック21の一つの角部を踏面13aの外端部方向に突出させて突出部21を形成し、該突出部21aを踏面13aの外端部13cに圧接可能としている。なお、この第5形態例では、一つの角部を突出させて圧接面を台形状としたが、突出部の位置や形状は任意であり、例えば、中央部を突出させて圧接面を五角形状にしたり、外端部方向に円弧状に突出させてもよい。
In the fifth embodiment shown in FIG. 7, one corner of the
図4乃至図7に示す各形態例においても、摩擦材ブロックの圧接面が車輪の踏面の外端部を含めた全面に圧接するため、踏面に凹摩が発生することを防止できる。また、踏面の外端部に圧接するのが、摩擦材ブロックの一部だけであるから、前述のように、段付摩耗が発生しても一部のみであり、摩擦材ブロックの摩耗状態の確認も容易かつ確実に行うことができる。 In each of the embodiments shown in FIGS. 4 to 7, the pressure contact surface of the friction material block is in pressure contact with the entire surface including the outer end portion of the wheel tread, so that it is possible to prevent the occurrence of indentation on the tread. In addition, since only a part of the friction material block is in pressure contact with the outer end portion of the tread surface, as described above, only a part of the friction material block is worn even if the stepped wear occurs. Confirmation can also be performed easily and reliably.
11…摩擦材ブロック、11a…裏板、11b…圧接面、11c…角部、11d…両端部側、11e…外側角部、12…制輪子頭、12a…背板、12b…台金、13…車輪、13a…踏面、13b…フランジ、13c…外端部、21…摩擦材ブロック、21a…突出部
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